Задание 25 ЕГЭ по биологии 2025: Анатомия, эволюция, экосистемы (часть 1)

Общая характеристика задания

Задание 25 относится к высокому уровню сложности и проверяет умение решать задачи по цитологии, анатомии, физиологии, эволюции и экологии. Это задание с развернутым ответом, требующее глубокого понимания биологических процессов и явлений, а также умения применять теоретические знания для решения конкретных биологических задач.

В задании 25 могут быть представлены задачи, связанные с анатомией и физиологией человека, эволюционными процессами или экологическими взаимодействиями. Для успешного выполнения этого задания необходимо не только знать теоретический материал, но и уметь анализировать биологические ситуации, устанавливать причинно-следственные связи и делать обоснованные выводы.

Типы задач в задании 25

В задании 25 могут встретиться следующие типы задач:

1. Задачи по анатомии и физиологии человека

2. Задачи по эволюции

3. Задачи по экологии

Алгоритм решения задач по анатомии и физиологии человека

  1. Анализ условия задачи - определение, о какой системе органов или физиологическом процессе идет речь
  2. Определение ключевых понятий и терминов - выделение биологических терминов, которые необходимо использовать в ответе
  3. Определение физиологических механизмов - выявление механизмов, лежащих в основе описанных процессов
  4. Установление причинно-следственных связей - определение, как одни процессы влияют на другие
  5. Формулировка ответа - четкое и логичное изложение решения с использованием биологических терминов

Алгоритм решения задач по эволюции

  1. Анализ условия задачи - определение, о каком эволюционном процессе или явлении идет речь
  2. Определение ключевых понятий и терминов - выделение эволюционных терминов, которые необходимо использовать в ответе
  3. Определение эволюционных механизмов - выявление механизмов, лежащих в основе описанных процессов (естественный отбор, дрейф генов, изоляция и т.д.)
  4. Установление причинно-следственных связей - определение, как одни эволюционные процессы влияют на другие
  5. Формулировка ответа - четкое и логичное изложение решения с использованием эволюционных терминов

Алгоритм решения задач по экологии

  1. Анализ условия задачи - определение, о каком экологическом процессе или взаимодействии идет речь
  2. Определение ключевых понятий и терминов - выделение экологических терминов, которые необходимо использовать в ответе
  3. Определение экологических механизмов - выявление механизмов, лежащих в основе описанных процессов (конкуренция, хищничество, симбиоз и т.д.)
  4. Установление причинно-следственных связей - определение, как одни экологические процессы влияют на другие
  5. Формулировка ответа - четкое и логичное изложение решения с использованием экологических терминов

Пример задачи по анатомии и физиологии человека и ее решение

Задача:

У пациента после длительного приема антибиотиков развилась диарея, снизился аппетит, появились признаки авитаминоза. Объясните причины возникновения этих симптомов. Какие меры можно предпринять для восстановления нормального функционирования пищеварительной системы?

Решение:

  1. Причины возникновения симптомов:
    • Антибиотики уничтожают не только патогенные бактерии, но и нормальную микрофлору кишечника (микробиоту).
    • Нормальная микрофлора кишечника выполняет ряд важных функций:
      • Участвует в расщеплении некоторых компонентов пищи, особенно растительной клетчатки
      • Синтезирует некоторые витамины (K, B12, биотин, фолиевую кислоту)
      • Подавляет рост патогенных микроорганизмов (конкурентное вытеснение)
      • Стимулирует перистальтику кишечника
      • Участвует в формировании иммунитета
    • При уничтожении нормальной микрофлоры нарушаются все эти функции, что приводит к:
      • Диарее - из-за нарушения процессов всасывания воды и электролитов, а также из-за возможного размножения условно-патогенных микроорганизмов, устойчивых к данному антибиотику
      • Снижению аппетита - из-за нарушения пищеварения и общего дискомфорта в кишечнике
      • Авитаминозу - из-за нарушения синтеза витаминов микрофлорой и нарушения всасывания витаминов из пищи
  2. Меры для восстановления нормального функционирования пищеварительной системы:
    • Прием пробиотиков - препаратов, содержащих живые культуры полезных бактерий (лактобактерии, бифидобактерии), которые помогут восстановить нормальную микрофлору кишечника
    • Прием пребиотиков - веществ, стимулирующих рост и активность полезной микрофлоры (инулин, пектины, олигосахариды)
    • Диета, богатая клетчаткой и кисломолочными продуктами, которые способствуют восстановлению микрофлоры
    • Прием витаминных комплексов для компенсации авитаминоза
    • Употребление ферментных препаратов для улучшения пищеварения до восстановления микрофлоры
    • Соблюдение режима питания - частое дробное питание небольшими порциями
    • Достаточное потребление жидкости для предотвращения обезвоживания при диарее

Таким образом, симптомы, возникшие у пациента, связаны с нарушением нормальной микрофлоры кишечника вследствие длительного приема антибиотиков. Для восстановления нормального функционирования пищеварительной системы необходимо восстановить микрофлору с помощью пробиотиков, пребиотиков и соответствующей диеты, а также компенсировать недостаток витаминов и ферментов.

Пример задачи по эволюции и ее решение

Задача:

На островах Галапагосского архипелага обитает несколько видов вьюрков, которые произошли от одного предкового вида, но различаются по форме и размеру клюва, а также по типу питания. Объясните механизм возникновения такого разнообразия видов. Какие факторы эволюции сыграли ключевую роль в этом процессе?

Решение:

  1. Механизм возникновения разнообразия видов вьюрков на Галапагосских островах:
    • Процесс, который привел к образованию разных видов вьюрков, называется адаптивной радиацией - это эволюционное расхождение группы организмов от общего предка с образованием новых видов, приспособленных к различным экологическим нишам.
    • Последовательность событий:
      • Предковый вид вьюрков попал на Галапагосские острова с материка (вероятно, из Южной Америки)
      • Острова архипелага изолированы друг от друга, что привело к географической изоляции популяций вьюрков
      • На разных островах были разные экологические условия и пищевые ресурсы
      • В каждой изолированной популяции происходило накопление различных мутаций и комбинаций генов
      • Естественный отбор на каждом острове благоприятствовал особям с признаками, наиболее подходящими для использования местных пищевых ресурсов
      • Постепенно популяции настолько дивергировали, что стали репродуктивно изолированными друг от друга, т.е. превратились в отдельные виды
    • Различия в форме и размере клюва являются адаптациями к разным типам пищи:
      • Вьюрки с крупными мощными клювами специализируются на раскалывании твердых семян
      • Вьюрки с тонкими острыми клювами питаются насекомыми
      • Вьюрки со средними по размеру клювами питаются мелкими семенами
      • Некоторые виды вьюрков используют инструменты (например, колючки кактусов) для извлечения насекомых из трещин в коре
  2. Ключевые факторы эволюции в этом процессе:
    • Изоляция - географическая изоляция популяций на разных островах препятствовала обмену генами между ними, что способствовало их дивергенции
    • Мутационный процесс - источник генетической изменчивости, обеспечивший материал для действия естественного отбора
    • Комбинативная изменчивость - в результате полового размножения возникали новые комбинации генов, что увеличивало генетическое разнообразие популяций
    • Естественный отбор - ключевой фактор, направлявший эволюцию вьюрков в сторону адаптации к различным пищевым ресурсам:
      • Движущий отбор - способствовал изменению средних значений признаков в популяциях в направлении лучшей адаптации к местным условиям
      • Дизруптивный отбор - мог способствовать разделению популяции на группы, специализирующиеся на разных пищевых ресурсах
    • Дрейф генов - случайные изменения частот аллелей в малочисленных популяциях, что могло ускорить процесс дивергенции
    • Экологическая дивергенция - расхождение популяций по экологическим нишам, что снижало конкуренцию между ними и способствовало их сосуществованию

Таким образом, разнообразие видов вьюрков на Галапагосских островах возникло в результате адаптивной радиации, в ходе которой изолированные популяции приспособились к различным экологическим нишам под действием естественного отбора. Ключевыми факторами этого процесса были изоляция, мутационный процесс, комбинативная изменчивость, естественный отбор, дрейф генов и экологическая дивергенция.

Пример задачи по экологии и ее решение

Задача:

В лесной экосистеме была полностью уничтожена популяция волков. Через некоторое время было отмечено значительное увеличение численности растительноядных животных, а затем их массовая гибель от голода и болезней. Также наблюдалось угнетение роста молодых деревьев и кустарников. Объясните причины наблюдаемых изменений в экосистеме. Какие меры можно предпринять для восстановления экологического равновесия?

Решение:

  1. Причины наблюдаемых изменений в экосистеме:
    • Волки в лесной экосистеме являются хищниками верхнего трофического уровня (консументами второго или третьего порядка) и выполняют важную регулирующую функцию.
    • Последовательность событий после уничтожения популяции волков:
      • Увеличение численности растительноядных животных (консументов первого порядка) - произошло из-за отсутствия естественного регулятора их численности (волков). Волки контролировали численность растительноядных животных не только путем прямого хищничества, но и через так называемый "эффект страха", заставляя их избегать определенных территорий.
      • Массовая гибель растительноядных животных от голода и болезней - произошла из-за:
        • Перенаселения, которое привело к истощению кормовой базы (перевыпас)
        • Ослабления популяции из-за недостатка пищи, что сделало животных более восприимчивыми к болезням
        • Быстрого распространения инфекций в перенаселенной популяции
        • Отсутствия селективного хищничества волков, которые обычно в первую очередь охотятся на больных и ослабленных особей, что способствует оздоровлению популяции жертв
      • Угнетение роста молодых деревьев и кустарников - произошло из-за:
        • Чрезмерного выедания растительноядными животными молодой поросли деревьев и кустарников
        • Вытаптывания почвы и подроста большим количеством копытных
        • Повреждения коры деревьев животными
    • Эти изменения демонстрируют каскадный эффект в экосистеме, когда изменение численности одного вида (в данном случае, хищника верхнего трофического уровня) приводит к изменениям на всех нижележащих трофических уровнях.
  2. Меры для восстановления экологического равновесия:
    • Реинтродукция волков - возвращение хищников в экосистему для восстановления естественных механизмов регуляции численности растительноядных животных. Это наиболее экологически обоснованная мера, так как восстанавливает естественные трофические связи.
    • Регулируемый отстрел растительноядных животных - временная мера для снижения их численности до уровня, соответствующего емкости среды, если реинтродукция волков невозможна или требует времени.
    • Защита молодых деревьев и кустарников - установка ограждений вокруг участков с молодой порослью для защиты от выедания и вытаптывания.
    • Подкормка растительноядных животных - временная мера для снижения пресса на естественную растительность в период восстановления экосистемы.
    • Ветеринарный контроль - мониторинг здоровья популяций растительноядных животных и профилактика эпизоотий.
    • Лесовосстановительные работы - посадка деревьев и кустарников для восстановления растительного покрова.
    • Экологический мониторинг - постоянное наблюдение за состоянием экосистемы для своевременного выявления и коррекции негативных изменений.

Таким образом, уничтожение популяции волков привело к нарушению экологического равновесия в лесной экосистеме, что проявилось в перенаселении, а затем массовой гибели растительноядных животных и деградации растительного покрова. Для восстановления равновесия необходимо восстановить трофическую структуру экосистемы, в идеале путем реинтродукции волков, а также принять меры по защите и восстановлению растительности.

Практические задания для самостоятельного решения

Задача 1 (анатомия и физиология человека):

У пациента диагностирована язвенная болезнь желудка. Врач рекомендовал ему исключить из рациона острые, кислые и жареные блюда, а также алкоголь, и назначил препараты, снижающие секрецию соляной кислоты. Объясните, почему были даны такие рекомендации. Какие физиологические механизмы лежат в основе развития язвенной болезни желудка? Какие еще меры могут способствовать заживлению язвы?

Задача 2 (эволюция):

У многих видов насекомых наблюдается мимикрия - сходство с другими видами или предметами окружающей среды. Например, некоторые бабочки имеют окраску, напоминающую окраску ядовитых видов, а палочники похожи на веточки растений. Объясните эволюционные механизмы возникновения мимикрии. Какие формы естественного отбора способствовали формированию этого явления? Приведите примеры разных типов мимикрии и объясните их адаптивное значение.

Задача 3 (экология):

В озеро, где обитали различные виды рыб, водоплавающих птиц и беспозвоночных, произошел сброс сточных вод, содержащих большое количество органических веществ и соединений азота и фосфора. Через некоторое время в озере наблюдалось массовое развитие сине-зеленых водорослей (цианобактерий), а затем массовая гибель рыб. Объясните причины и последовательность этих изменений в экосистеме озера. Какие меры можно предпринять для восстановления экологического равновесия в озере?

Решение задачи 1 (анатомия и физиология человека):

  1. Причины рекомендаций врача:
    • Исключение из рациона острых, кислых и жареных блюд, а также алкоголя рекомендовано, потому что эти продукты стимулируют секрецию соляной кислоты и пепсина в желудке, а также оказывают раздражающее действие на слизистую оболочку желудка, что усугубляет течение язвенной болезни и препятствует заживлению язвы.
    • Препараты, снижающие секрецию соляной кислоты (ингибиторы протонной помпы, H2-блокаторы), назначены для уменьшения агрессивного воздействия желудочного сока на слизистую оболочку желудка, что способствует заживлению язвы.
  2. Физиологические механизмы развития язвенной болезни желудка:
    • Язвенная болезнь желудка развивается при нарушении баланса между факторами агрессии и факторами защиты слизистой оболочки желудка.
    • Факторы агрессии:
      • Соляная кислота, вырабатываемая париетальными клетками желудка
      • Пепсин - протеолитический фермент, активный в кислой среде
      • Инфекция Helicobacter pylori - бактерия, способная выживать в кислой среде желудка и вызывать воспаление слизистой оболочки
      • Нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), которые подавляют синтез простагландинов, защищающих слизистую оболочку
      • Алкоголь, никотин, кофеин, которые стимулируют секрецию соляной кислоты и повреждают слизистую оболочку
      • Стресс, который активирует симпатическую нервную систему и увеличивает секрецию соляной кислоты
    • Факторы защиты:
      • Слизь, вырабатываемая поверхностными эпителиальными клетками желудка, которая образует защитный барьер
      • Бикарбонаты, секретируемые эпителиальными клетками, которые нейтрализуют соляную кислоту
      • Простагландины, которые стимулируют секрецию слизи и бикарбонатов, а также улучшают кровоснабжение слизистой оболочки
      • Регенерация эпителия - быстрое обновление клеток слизистой оболочки
      • Адекватное кровоснабжение, обеспечивающее доставку питательных веществ и кислорода к клеткам слизистой оболочки
    • При преобладании факторов агрессии над факторами защиты происходит повреждение слизистой оболочки желудка с образованием дефекта (язвы), который проникает через всю толщу слизистой оболочки и может достигать мышечного слоя.
  3. Дополнительные меры, способствующие заживлению язвы:
    • Эрадикация Helicobacter pylori - применение антибиотиков и висмутсодержащих препаратов для уничтожения бактерии, если она обнаружена
    • Прием антацидов - препаратов, нейтрализующих соляную кислоту в просвете желудка
    • Прием гастропротекторов - препаратов, защищающих слизистую оболочку желудка (сукральфат, препараты висмута, простагландины)
    • Регулярное питание - частые приемы пищи небольшими порциями для предотвращения "голодных" болей и нейтрализации кислоты
    • Отказ от курения - никотин стимулирует секрецию соляной кислоты и ухудшает кровоснабжение слизистой оболочки
    • Избегание стрессовых ситуаций - стресс активирует симпатическую нервную систему и увеличивает секрецию соляной кислоты
    • Отказ от приема НПВП - эти препараты подавляют синтез простагландинов, защищающих слизистую оболочку
    • Контроль сопутствующих заболеваний - лечение заболеваний, которые могут усугублять течение язвенной болезни (гастрит, дуоденит, панкреатит)

Таким образом, рекомендации врача направлены на уменьшение факторов агрессии (снижение секреции соляной кислоты, исключение раздражающих продуктов) и создание условий для заживления язвы. Язвенная болезнь желудка развивается при нарушении баланса между факторами агрессии и защиты слизистой оболочки. Для заживления язвы необходимо комплексное лечение, включающее медикаментозную терапию, диету и изменение образа жизни.

Решение задачи 2 (эволюция):

  1. Эволюционные механизмы возникновения мимикрии:
    • Мимикрия - это сходство одного вида организмов с другим видом или с предметами окружающей среды, которое обеспечивает ему селективное преимущество.
    • Эволюционные механизмы возникновения мимикрии включают:
      • Наследственная изменчивость - возникновение случайных мутаций и новых комбинаций генов, которые приводят к появлению признаков, обеспечивающих сходство с другими видами или предметами окружающей среды
      • Естественный отбор - выживание и размножение особей, обладающих признаками, обеспечивающими им защиту от хищников или другие преимущества
      • Накопление адаптивных признаков - постепенное усиление сходства в ряду поколений под действием естественного отбора
      • Коэволюция - взаимное эволюционное влияние видов друг на друга (например, хищника и жертвы, модели и подражателя)
  2. Формы естественного отбора, способствовавшие формированию мимикрии:
    • Движущий отбор - способствовал изменению средних значений признаков в популяции в направлении усиления сходства с моделью или объектами окружающей среды
    • Стабилизирующий отбор - поддерживал оптимальную степень сходства с моделью или объектами окружающей среды
    • Дизруптивный отбор - мог способствовать разделению популяции на группы, подражающие разным моделям или объектам окружающей среды
    • Частотно-зависимый отбор - эффективность мимикрии может зависеть от соотношения численности модели и подражателя (например, в случае бейтсовской мимикрии)
  3. Типы мимикрии и их адаптивное значение:
    • Бейтсовская мимикрия - подражание незащищенного вида защищенному:
      • Пример: бабочка данаида монарх содержит ядовитые вещества и имеет яркую предупреждающую окраску; бабочка вице-король не ядовита, но имеет сходную окраску
      • Адаптивное значение: хищники, имевшие негативный опыт контакта с ядовитой моделью, избегают и неядовитого подражателя, что повышает его выживаемость
    • Мюллеровская мимикрия - взаимное подражание нескольких защищенных видов:
      • Пример: многие виды ос и пчел имеют сходную черно-желтую полосатую окраску
      • Адаптивное значение: хищники быстрее обучаются избегать всех видов с такой окраской, что выгодно для всех участников мимикрического комплекса
    • Агрессивная мимикрия - подражание хищника безопасному объекту для привлечения жертвы:
      • Пример: рыба-удильщик имеет вырост на голове, напоминающий мелкую рыбку или червя, который привлекает добычу
      • Адаптивное значение: облегчает хищнику добывание пищи, так как жертва не распознает опасность и приближается к хищнику
    • Криптическая окраска (маскировка) - подражание объектам окружающей среды для маскировки:
      • Пример: палочники похожи на веточки растений, листотелы - на листья
      • Адаптивное значение: делает организм незаметным для хищников или жертв, что повышает его выживаемость или эффективность охоты
    • Автомимикрия - имитация одной части тела другой частью того же организма:
      • Пример: глазчатые пятна на крыльях некоторых бабочек, имитирующие глаза крупного животного
      • Адаптивное значение: отпугивает хищников или отвлекает их атаку на менее важные части тела

Таким образом, мимикрия возникла в результате действия естественного отбора, который благоприятствовал особям, обладающим признаками, обеспечивающими им защиту от хищников или другие преимущества. Различные формы естественного отбора способствовали формированию разных типов мимикрии, каждый из которых имеет свое адаптивное значение в зависимости от экологических условий и взаимоотношений между видами.

Решение задачи 3 (экология):

  1. Причины и последовательность изменений в экосистеме озера:
    • Сброс сточных вод, содержащих большое количество органических веществ и соединений азота и фосфора, привел к явлению, называемому эвтрофикацией - обогащению водоема биогенными элементами, что вызывает бурный рост водорослей и других водных растений.
    • Последовательность событий:
      • Поступление биогенных элементов (азота и фосфора) - эти элементы являются лимитирующими факторами для роста водорослей, и их избыток стимулирует массовое размножение фитопланктона, особенно сине-зеленых водорослей (цианобактерий)
      • Массовое развитие сине-зеленых водорослей (цианобактерий) - "цветение" воды происходит из-за:
        • Быстрого размножения цианобактерий в условиях избытка биогенных элементов
        • Конкурентного преимущества цианобактерий перед другими водорослями (способность фиксировать атмосферный азот, устойчивость к неблагоприятным условиям)
        • Отсутствия эффективных потребителей цианобактерий (многие виды зоопланктона не могут питаться крупными колониями цианобактерий)
      • Массовая гибель рыб - произошла из-за:
        • Дефицита кислорода в воде (гипоксии) - при отмирании и разложении большого количества водорослей бактерии-деструкторы потребляют кислород, растворенный в воде
        • Выделения токсинов цианобактериями - многие виды цианобактерий продуцируют гепатотоксины, нейротоксины и дерматотоксины, которые могут вызывать отравление и гибель рыб
        • Механического повреждения жабр рыб частицами отмерших водорослей
        • Нарушения пищевых цепей - изменение видового состава фитопланктона приводит к изменению состава зоопланктона, что влияет на кормовую базу рыб
    • Эти изменения демонстрируют каскадный эффект в экосистеме, когда изменение одного компонента (поступление биогенных элементов) приводит к изменениям во всей экосистеме.
  2. Меры для восстановления экологического равновесия в озере:
    • Прекращение сброса сточных вод - устранение источника загрязнения, строительство или модернизация очистных сооружений
    • Удаление избытка биогенных элементов:
      • Механическое удаление водорослей и водных растений
      • Применение методов химической очистки воды (осаждение фосфатов с помощью солей алюминия или железа)
      • Использование биологических методов очистки (высадка высших водных растений, которые поглощают биогенные элементы)
    • Аэрация воды - искусственное насыщение воды кислородом для предотвращения гипоксии и создания благоприятных условий для аэробных организмов
    • Биоманипуляция - изменение структуры пищевых цепей для контроля численности водорослей:
      • Вселение или увеличение численности рыб, питающихся зоопланктоном, который, в свою очередь, контролирует численность фитопланктона
      • Вселение или увеличение численности моллюсков-фильтраторов, которые очищают воду от взвешенных частиц, включая водоросли
    • Изоляция донных отложений - покрытие дна озера специальными материалами для предотвращения высвобождения фосфора из донных отложений
    • Создание буферных зон - высадка растительности по берегам озера для перехвата биогенных элементов, поступающих с поверхностным стоком
    • Экологический мониторинг - постоянное наблюдение за состоянием экосистемы озера для своевременного выявления и коррекции негативных изменений
    • Экологическое просвещение - информирование населения о причинах и последствиях эвтрофикации, а также о мерах по предотвращению загрязнения водоемов

Таким образом, сброс сточных вод, содержащих органические вещества и соединения азота и фосфора, привел к эвтрофикации озера, массовому развитию цианобактерий и последующей гибели рыб из-за дефицита кислорода и токсического действия цианобактерий. Для восстановления экологического равновесия необходимо устранить источник загрязнения, удалить избыток биогенных элементов, улучшить кислородный режим и восстановить структуру пищевых цепей в экосистеме озера.

Типичные ошибки при выполнении задания 25

Рекомендации по выполнению задания 25

  1. Внимательно прочитайте условие задачи и определите, о каких биологических процессах или явлениях идет речь
  2. Выделите ключевые термины и понятия, которые необходимо использовать в ответе
  3. Определите, какие причинно-следственные связи необходимо объяснить
  4. Составьте план ответа, включающий все аспекты, которые необходимо раскрыть
  5. Используйте биологические термины правильно и по существу
  6. Объясняйте механизмы процессов и явлений, а не просто описывайте их
  7. Устанавливайте логические связи между различными частями ответа
  8. Отвечайте на все поставленные в задаче вопросы
  9. Проверьте свой ответ на наличие биологических ошибок
  10. Следите за логичностью и последовательностью изложения

Критерии оценивания задания 25

Задание 25 оценивается максимум в 3 балла по следующим критериям:

Заключение

Задание 25 ЕГЭ по биологии проверяет умение решать задачи по анатомии, физиологии, эволюции и экологии. Для успешного выполнения этого задания необходимо не только знать теоретический материал, но и уметь анализировать биологические ситуации, устанавливать причинно-следственные связи и делать обоснованные выводы.

Регулярная практика в решении различных типов биологических задач, изучение механизмов физиологических, эволюционных и экологических процессов, а также развитие навыков логического мышления и анализа помогут вам успешно справиться с заданием 25 на ЕГЭ по биологии.